基于地基激光雷达数据的落叶松人工林削度方程构建

编号 zgly0001743108

文献类型 期刊论文

文献题名 基于地基激光雷达数据的落叶松人工林削度方程构建

作者 邹茂胜  孙毓蔓  李丹丹  贾炜玮  王璐瑶 

作者单位 东北林业大学林学院  东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室 

母体文献 中南林业科技大学学报 

年卷期 2022,42(8)

页码 90-100

年份 2022 

分类号 S758 

关键词 落叶松人工林  地基激光雷达  削度方程  混合模型 

文摘内容 【目的】探究使用地基激光雷达(Terrestrial Laser Scanning,简称TLS)点云数据提取人工落叶松树干不同相对高处直径的精度,构建落叶松树干削度方程,验证地基激光雷达获取数据的可行性,改变传统的获取森林参数的方式,能够为森林资源规划管理和决策提供技术性支持。【方法】以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场8块皆伐样地的落叶松人工林为研究对象,首先借助TLS扫描样地,然后测量伐倒木相对高处直径;并以伐倒木实测值为真值,分析TLS提取的相对高处直径精度,最后采用点云数据提取的直径构建削度方程。选取9个削度方程基础模型,根据评价指标选出最优基础模型,以样木为随机效应建立基于单木水平的混合效应模型。【结果】TLS获取的树干直径数据满足精度要求,且适用于削度方程的构建,其中胸径(R^(2)=0.9939)的提取效果好于树高(R^(2)=0.9139);随着树干高度的增加,相对高处直径R^(2)逐渐增大,到0.06h处直径的提取精度最高(R^(2)=0.9912),随后R^(2)逐渐减小,在0.8h(R^(2)=0.8763)、0.9h处,由于树冠遮挡,获取的树干点云密度较小,导致提取效果较差;使用TLS数据构建的9个削度方程中,Kozak-1988的拟合效果最好(R^(2)=0.9783、RMSE=1.1799);通过比较模型在不同径阶下和不同相对高处的预测能力,分析发现Kozak-1988比Kozak-2004和曾伟生模型更适合描述孟家岗林场落叶松的干形变化,因此Kozak-1988为基于TLS数据构建的最优基础模型;最后采用Kozak-1988构建基于样木水平的三参数混合效应模型精度达到99.77%。【结论】TLS获取的树干相对高处直径数据精度较高,基于点云数据构建的人工落叶松削度方程拟合效果较好,可以为后续出材率表的编制做准备,并为孟家岗林场科学合理的造材提供理论依据。